2020 Fiscal Year Research-status Report
| Project/Area Number |
18K03561
|
|---|
| Research Institution | Wakayama University |
|---|
Principal Investigator |
宮崎 淳 和歌山大学, システム工学部, 講師 (50467502)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
|
| Keywords | 光熱変換顕微鏡 / 無標識イメージング / ミトコンドリア / リソソーム |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
光熱変換顕微鏡による熱伝導計測の有用性を実証するため、信号強度のポンプ光変調周波数依存性について調べた。さらに研究計画に従い生細胞を対象に熱伝導計測を試みた。
光熱変換顕微鏡では、強度変調したポンプ光を試料に入射し焦点近傍の温度および屈折率を周期的に変化させ、その変化をプローブ光により計測する。ポンプ光の変調周期が試料の熱拡散時間より早くなると屈折率の変調度が小さくなる。そのため、ポンプ光の周波数応答から熱伝導率を計測することができる。
本年度はポンプ光強度の変調周波数を変えながら画像を逐次取得し、試料の周波数応答を計測する手法を検討した。最初に金ナノ粒子を含水性ゲル中に分散させた試料を対象に計測し、信頼性の高い測定データが得られることを確認した。測定データから熱伝導係数を導出する解析法に関する課題が残されているが、現状でもマイクロスケールの熱拡散に関する定性的な議論ができることが確認できたため、生細胞を対象とした計測を行った。しかし画像を逐次的に計測の際に細胞内器官が動いてしまうため、複数画像間の対応が困難で正確な計測が難しいことが分かった。そのため当初の計画にもあった同時多周波数計測を試みたが、現状では信号雑音比が小さく測定系の改良が必要であることが分かった。
一方、本研究で開発した技術と得られた知見を基にして並行して進めている細胞内代謝の無標識モニタリングに関して、リソソームの光熱信号強度が細胞の栄養状態などのストレスに依存することが分かった。これによりオートファジー活性評価など、従来計測が困難であった細胞内代謝の新しい解析法の確立に繋がると期待できる。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
研究計画に従い細胞の熱物性計測を進めているが、測定系に関する技術的課題が解決しておらず、当初の予定からは遅れている。一方、並行して進めている細胞内代謝の無標識モニタリングでは意義深い結果が得られ順調に進展している。
|
| Strategy for Future Research Activity |
当初の研究目的の達成に向けて、同時多周波数計測による細胞の熱伝導計測において信号雑音比を向上するために、使用する半導体レーザーの変更や強度変調方法を見直すことを予定している。また本研究を通して確立した細胞代謝の無標識モニタリングについて進展があったため、その結果をまとめて論文発表を行う計画である。
|
| Causes of Carryover |
試薬や測定対象となる細胞の入手が遅れ、計画通りに実施できていない研究内容があるため、次年度使用額が生じた。今後、細胞計測に必要な消耗品を次年度使用額により購入し、計画に従い研究を遂行する。
|
Research Products
(2 results)
